Question

某氧化鐵樣品中含有少量的FeSO₄雜質．某同學要測定其中鐵元素的質量分 數，他設計了如下方案進行測定，操作流程為：
請根據流程回答：
（1）操作I中配制溶液時，所用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管以外，坯必 須有

 

（填儀器名稱）．
（2）操作II中必須用到的儀器是

 

A.50ml 量筒B.1OOml 量筒C.50ml酸式滴定管D.50ml堿式滴定管
（3）反應①中，加入足量H₂O₂溶液反應的離子方程式

 

．
（4）檢驗沉淀中SO₄^2-是否冼滌干凈的操作

 

（5）將沉淀物加熱，冷卻至室溫，用天平稱量坩堝與加熱后固體的總質量為h_lg，再次加熱 并冷卻至室溫稱量其質量為hg，若b₁-b₂=0.3，還應進行的操作是

 

（6）若坩堝的質量為42.6g，最終坩堝與加熱后同體的總質量為45.8g，則樣品中鐵元素的 質量分數=

 

（保留一位小數）．
（7）另一同學認為上述方案的實驗步驟太繁瑣，他認為，只要將樣品溶于水后充分攪拌，加熱蒸干灼燒稱量即可，請你評價他的這個方案是否可行？

 

．（填“可行”或“不可行”）

Answer 1

分析：本實驗目的是測定鐵的質量分數，采取的方法是使樣品溶解、反應、最終生成氧化鐵，然后通過氧化鐵質量來求鐵的質量分數
（1）由圖可知，操作I是將加入硫酸反應的溶液稀釋成500.00mL溶液，故需要500mL的容量瓶；
（2）操作II是準確量取50.00mL的稀釋后的酸溶液，故應需要酸式滴定管；
（3）加雙氧水目的就是讓+2價鐵變為+3價；
（4）沉淀洗滌就是把硫酸根離子或NH₄⁺洗掉，可以檢驗洗滌液中是否含有氯離子，取少量最后一次洗出液，滴加硝酸鋇溶液，若無沉淀生成，則證明洗滌干凈；
（5）兩次連續稱量的質量相差不能超過0.1g才能說明分解完全，故應繼續加熱并稱量；
（6）加熱分解所得的物質是Fe₂O₃，其質量為（45.8g-42.6g）g，由于去50mL溶液，故500mL溶液可以得到Fe₂O₃質量為10（45.8g-42.6g）g，根據化學式計算鐵元素的質量，再利用質量分數的定義計算出原氧化鐵樣品中鐵元素的質量分數；
（7）雜質是硫酸亞鐵，加熱蒸干灼燒，最后得到的還是硫酸鐵和氧化鐵的混合物，不是三氧化二鐵，無法計算鐵元素的質量分數．

解答：解：（1）將樣品和稀硫酸反應后的溶液配制成500mL溶液需要500mL容量瓶，
故答案為：500mL容量瓶；
（2）由于操作II是準確量取50.00mL的稀釋后的顯示酸性的溶液，所以應需要酸式滴定管，
故選C；
（3）由于加雙氧水的目的就是讓+2價鐵變為+3價，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（4）沉淀洗滌就是把硫酸根離子或NH₄⁺洗掉，可以檢驗洗滌液中是否含有氯離子，取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，則證明洗滌干凈，
故答案為：取少量最后一次洗滌液于試管中，滴加硝酸鋇溶液，若無白色沉淀生成，則證明洗滌干凈；
（5）必須滿足兩次連續稱量的質量相差不能超過0.1g，才能說明分解完全，故應繼續加熱并稱量，直至兩次連續稱量質量差不超過0.1g，
故答案為：繼續加熱，冷卻至室溫時，稱量，直至兩次連續稱量質量差不超過0.1g；
（6）500mL溶液可以得到Fe₂O₃質量為10（（45.8g-42.6g）g=32g，鐵元素的質量為32g×

112

160

=22.4g，
所以原氧化鐵樣品中鐵元素的質量分數為：

22.4g

28g

×100%=80.0%，
故答案為：80.0%（或0.8）；
（7）由于雜質是硫酸亞鐵，加熱蒸干灼燒，最后得到的還是硫酸鐵和氧化鐵的混合物，無法計算鐵元素的質量分數，所以此方案不可行，
故答案為：不可行．

點評：本題考查溶液配制、離子檢驗、對實驗操作的理解與實驗方案的評價、化學計算等，難度中等，清楚測定原理是解題的關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎與運用知識分析解決問題的能力．